Geosmin is de chemische verbinding die verantwoordelijk is voor de aardse of ‘petrichor’-geur die na regenval in de bodem wordt geassocieerd. Onlangs heeft een team van scheikundigen van de Universiteit van Cambridge de oorsprong van deze verbinding ontdekt. Ze hebben een klasse bacteriën geïdentificeerd die geosmin produceren en bepaald hoe de bacteriën de verbinding in de bodem afgeven. Deze ontdekking helpt wetenschappers beter te begrijpen hoe bodemecosystemen functioneren en hoe de geur van regen onze stemming kan beïnvloeden.

Achtergrond

Geosmin is een terpeenalcohol met de molecuulformule C₁₂ H₂₂ O. Het is een natuurlijk product dat wordt gesynthetiseerd door bepaalde bacteriën, schimmels en planten. Geosmin heeft een sterke, aardse geur die vaak wordt omschreven als ‘muffig’ of ‘beschimmeld’. Het wordt aangetroffen in een grote verscheidenheid aan omgevingen, waaronder bodem, compost en aquatische omgevingen.

Ontdekking van de geosmin-producerende bacteriën

De scheikundigen van de Universiteit van Cambridge hebben in 2018 de bacteriën geïsoleerd en geïdentificeerd die verantwoordelijk zijn voor de productie van geosmin. De bacteriën zijn actinomyceten, een groep Gram-positieve bacteriën waartoe Streptomyces behoort, de bron van veel antibiotica. Het Cambridge-team ontdekte dat deze actinomyceten geosmin produceren als een secundaire metaboliet, wat betekent dat het niet essentieel is voor de groei of overleving van de bacterie.

De wetenschappers identificeerden ook het gen dat verantwoordelijk is voor de productie van geosmin in deze actinomyceten. Dit gen staat bekend als ges en codeert voor een enzym dat de omzetting van farnesylpyrofosfaat in geosmin katalyseert. Farnesylpyrofosfaat is een voorloper van een verscheidenheid aan andere terpenen, waaronder isopreen en limoneen.

Hoe Geosmin in de bodem terechtkomt

De scheikundigen uit Cambridge ontdekten dat de actinomyceten geosmin in de bodem afgeven via een proces dat bekend staat als sporulatie. Wanneer deze bacteriën sporen vormen, vormt zich een laag hydrofoob materiaal om hen heen. Deze laag zorgt ervoor dat de sporen, die geosmin bevatten, hydrofoob worden en water afstoten. Als het regent, hechten de hydrofobe sporen zich aan bodemdeeltjes, die ook hydrofoob zijn. Hierdoor wordt de geosmin in de bodem effectief geïmmobiliseerd.

Als er regen valt, spoelt het de hydrofobe laag van de sporen af ​​en komt de geosmin vrij in het water. Hierdoor ontstaat de karakteristieke aardse of ‘petrichor’-geur die geassocieerd wordt met regen.

Betekenis

De ontdekking van de bacteriën die geosmin produceren en hoe ze de verbinding in de bodem afgeven, is essentieel voor het begrijpen van de rol van bacteriën in bodemecosystemen. Deze kennis zou wetenschappers ook kunnen helpen nieuwe strategieën te ontwerpen om de geur van regen te beheersen.

Bovendien zijn er aanwijzingen dat de geur van geosmin onze stemming kan beïnvloeden. Er is aangetoond dat Geosmin de positieve stemmingstoestand verhoogt en de negatieve stemmingstoestand vermindert. Dit kan te wijten zijn aan het verband tussen de geur van regen en het begin van een frisse, nieuwe dag.

Conclusie

De ontdekking van de bacteriën die geosmin produceren is een belangrijke stap in ons begrip van bodemecosystemen en de geur van regen. Dit onderzoek zou wetenschappers kunnen helpen nieuwe strategieën te ontwikkelen om de geur van regen te beheersen, en het zou ook kunnen leiden tot nieuwe inzichten in de rol van bacteriën in onze omgeving.